Page 32 - 电力与能源2023年第四期

338 王 建：基于 PSCAD/EMTDC 的特高压输电线路潜供电弧建模与仿真

图 7 二次电弧期间故障点电压波形

图 4 潜供电弧电阻模型示意

图 8 潜供电弧电阻波形
以看出，二次电弧经历了多次燃烧→熄灭→燃烧
图 5 潜供电弧弧长控制模块
过程，二次电流有明显的“零休”现象，电弧持续时
位，所以电弧实时长度也以厘米为单位。
间大约 0.44 s，幅值达到 200 A 以上。二次电弧期
最后通过时间开关控制一次电弧和二次电
间故障点电压波形畸变严重，在电弧发展期间电
弧 的 输 出 时 间 ，将 所 有 的 控 制 模 块 全 部 封 装 到
弧电压呈逐渐增大的趋势，直到电弧彻底熄灭出
Arc-Model 模块中，并以特高压交流示范工程晋
现恢复电压才达到稳定，并且电弧熄灭后恢复电
东南—南阳段 1 000 kV 线路为背景进行电弧模型
压出现偏移现象，幅值达到 220 kV 左右。所得潜
的验证。
t
在线路中点处， 1=0.5 s 时发生故障，t 2=0.6 s 供电流与恢复电压波形及幅值都与参考文献中特
时两端断路器跳闸，二次电弧模型投入，同时二次 高压潜供电流研究结果较为符合，所建立模型较
电弧起始。二次电弧期间故障点电流、电压及电 真实地描述了实际故障时电弧过程，且模型精度

弧电阻波形如图 6~8 所示。 高，所需参变量简单易求，计算过程简单，可以在
特高压交流系统乃至半波长输电系统中应用。

4 结语

基于国内外潜供电弧研究成果，建立了一次
电弧和二次电弧数学模型，并对其动态特性进行

了分析。根据数学经验方程，提出了传递函数法
和积分法两种电弧模型方程的求解方法，并利用
图 6 二次电弧期间故障点电流波形 PSCAD/EMTDC 软件建立了精确的一次、二次

从潜供电弧电阻波形来看，二次电弧电阻呈 电弧动态特性模型进行仿真研究，较真实地模拟
高度的非线性并产生明显的尖峰凸起，特别是在 了特高压线路发生单相接地故障时的暂态过程，
电弧燃烧后期尖峰凸起越来越大。从电流波形可 为潜供电弧熄灭研究提供了理论基础。